發(fā)布時(shí)間：2017-05-18 16:25

  本文關(guān)鍵詞：PID控制器參數(shù)整定方法及其應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，于20世紀(jì)30年代，美國(guó)開始使用PID調(diào)節(jié)器，它比直接作用式調(diào)節(jié)器具有更好的控制效果，因而很快得到了工業(yè)界的認(rèn)可。至今，在所有生產(chǎn)過程控制中，大部分的回路仍采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒性強(qiáng)的PID控制或改進(jìn)型PID控制策略。PID控制作為一種經(jīng)典的控制方法，幾乎遍及了整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，是實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過程正常運(yùn)行的基本保證；控制器的性能直接關(guān)系到生產(chǎn)過程的平穩(wěn)高效運(yùn)行以及產(chǎn)品的最終質(zhì)量，因此控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在控制器參數(shù)的整定上。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和人工智能技術(shù)滲透到自動(dòng)控制領(lǐng)域，近年來出現(xiàn)了各種實(shí)用的PID控制器參數(shù)整定方法。 PID控制算法作為最通用的控制方法，對(duì)它的參數(shù)整定有許多方法；對(duì)于不同的控制要求、不同的系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)，考慮用不同的方法；這些算法既要考慮到收斂性、直觀、簡(jiǎn)單易用，還要綜合負(fù)載干擾、過程變化的影響，并能根據(jù)盡可能少的信息和計(jì)算量，給出較好的結(jié)果。 論文在較為全面地對(duì)PID控制器參數(shù)自整定方法的現(xiàn)狀分析研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)基于繼電器反饋和最小二乘的自整定方法以及其應(yīng)用的可行性進(jìn)行了相關(guān)的研究，主要的工作和結(jié)果概括如下： 為克服一自由度PID控制器無法兼顧目標(biāo)跟蹤和外擾抑制的缺點(diǎn)，結(jié)合二自由度控制器的結(jié)構(gòu)和基于幅值最優(yōu)化的控制器參數(shù)整定方法，并通過分析得到控制器參數(shù)求解公式，實(shí)現(xiàn)了二自由度PID控制器參數(shù)整定和二自由度PI控制器參數(shù)整定。與常規(guī)控制方法相比，該方法得到的控制器具有更好的閉環(huán)響應(yīng)性能，并且由于二自由度系數(shù)的半固定性，在整定PID控制器參數(shù)之前就可以確定，因此，，對(duì)控制器參數(shù)的求解難度無影響。 針對(duì)一類一階大時(shí)滯不穩(wěn)定特殊對(duì)象，普通的PID控制器很難滿足要求，甚至不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。基于首先引入內(nèi)環(huán)狀態(tài)反饋，以改善對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的思想，采用雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)，先將對(duì)象狀態(tài)反饋鎮(zhèn)定，然后按照內(nèi)模控制原理設(shè)計(jì)外環(huán)的控制器。只要選擇適當(dāng)?shù)目烧{(diào)參數(shù)λ的值，通過該方法得到的PID控制器對(duì)不穩(wěn)定對(duì)象具有較好控制效果及魯棒性。 通過仿真比較研究，對(duì)于連續(xù)對(duì)象，綜合得到幾種較好的基于繼電器反饋的控制器參數(shù)整定方法，對(duì)離散采樣數(shù)據(jù)采用基于最小二乘模型辨識(shí)的參數(shù)整定方 摘要 法，提出并設(shè)計(jì)基于Matlab/simulink仿真工具的PID控制器參數(shù)整定仿真應(yīng)用軟 件。介紹了PID整定控制器的應(yīng)用框架、輔助設(shè)計(jì)與仿真軟件的功能、特點(diǎn)，并 給出了仿真實(shí)例。 最后是對(duì)論文的綜述和展望。
【關(guān)鍵詞】：PID控制 時(shí)滯系統(tǒng) 參數(shù)整定 繼電反饋 二自由度 幅值最優(yōu)化 不穩(wěn)定 內(nèi)�？刂� 最小二乘 仿真
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TP273.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論與綜述10-19
• 1.1 引言10
• 1.2 PID控制簡(jiǎn)介10-16
• 1.2.1 PID控制算法及特點(diǎn)11-15
• 1.2.2 控制器參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響15-16
• 1.2.3 控制規(guī)律的選擇16
• 1.3 PID參數(shù)整定方法分類16-17
• 1.4 PID控制商業(yè)化產(chǎn)品介紹17-18
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)18-19
• 第二章 PID控制器參數(shù)自整定的基本原理與方法19-40
• 2.1 引言19-20
• 2.2 最小二乘辨識(shí)法20-23
• 2.3 繼電反饋控制23-27
• 2.3.1 繼電特性的選擇23-24
• 2.3.2 繼電反饋控制方法24-27
• 2.4 繼電反饋模型辨識(shí)27-32
• 2.4.1 一階對(duì)象模型的辨識(shí)27-29
• 2.4.2 二階對(duì)象模型的辨識(shí)29
• 2.4.3 不確定階次模型的辨識(shí)29-32
• 2.5 參數(shù)整定基本方法32-39
• 2.5.1 離散模型的控制器參數(shù)整定32
• 2.5.2 基于Nyquist曲線的控制器參數(shù)整定32-34
• 2.5.3 基于傳遞函數(shù)模型的控制器參數(shù)整定34-39
• 2.6 小結(jié)39-40
• 第三章 幅值最優(yōu)化PID控制器參數(shù)整定40-56
• 3.1 引言40-41
• 3.2 實(shí)用型二自由度PID控制41-43
• 3.2.1 簡(jiǎn)化型目標(biāo)值濾波器控制的結(jié)構(gòu)41-43
• 3.2.2 簡(jiǎn)化算法的參數(shù)整定43
• 3.3 PID控制器參數(shù)整定43-47
• 3.4 二自由度PI控制及參數(shù)整定47-49
• 3.5 仿真研究49-55
• 3.6 小結(jié)55-56
• 第四章 大時(shí)滯不穩(wěn)定對(duì)象的內(nèi)�？刂萍皡�(shù)整定56-66
• 4.1 引言56
• 4.2 不穩(wěn)定對(duì)象分析56-58
• 4.3 不穩(wěn)定對(duì)象的內(nèi)環(huán)狀態(tài)反饋鎮(zhèn)定58-60
• 4.4 內(nèi)�？刂破髟O(shè)計(jì)及參數(shù)整定60-62
• 4.4.1 內(nèi)模控制結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)60-61
• 4.4.2 內(nèi)�？刂破鲄�(shù)整定61-62
• 4.5 仿真研究62-65
• 4.6 小結(jié)65-66
• 第五章 PID自整定技術(shù)應(yīng)用仿真66-76
• 5.1 引言66
• 5.2 繼電反饋?zhàn)哉ǚ抡鎸?shí)現(xiàn)方法66-69
• 5.2.1 基本方法66-67
• 5.2.2 基本步驟及流程67-69
• 5.3 最小二乘自整定仿真實(shí)現(xiàn)方法69-73
• 5.3.1 最小二乘參數(shù)辨識(shí)69-71
• 5.3.2 基本步驟及流程71-73
• 5.4 仿真實(shí)例73-75
• 5.5 小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-87
• 致謝87-88
• 作者攻碩期間完成的論文88-89
• 作者簡(jiǎn)介89

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2 陳積玉，何衍慶，俞金壽;基于內(nèi)模控制原理的反饋控制器的整定[J];華東理工大學(xué)學(xué)報(bào);1994年05期

3 周以琳;江海波;;聚氯乙烯干燥過程的內(nèi)�？刂芠J];微計(jì)算機(jī)信息;2008年31期

4 周以琳;江海波;戰(zhàn)智濤;郭彬;;基于內(nèi)�？刂频母G爐溫度控制系統(tǒng)[J];青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年02期

5 彭輝;一類輸入受限的內(nèi)模控制器[J];自動(dòng)化儀表;1997年09期

6 莊圣賢,李學(xué)寧,李肇基;內(nèi)�？刂圃诋惒诫姍C(jī)矢量變頻調(diào)速中的應(yīng)用[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);1999年05期

7 杜建銘,吳序堂,毛世民,吳宏;周期性機(jī)械系統(tǒng)誤差的內(nèi)�？刂蒲芯縖J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年05期

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9 李全善;曹柳林;許元丁;方平;周愛輝;竇洪華;;基于數(shù)據(jù)挖掘的IMC-PID在線自整定算法的實(shí)現(xiàn)[J];江南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

10 宰文姣,汪華章,周靜,申明會(huì);內(nèi)模-PID串級(jí)控制方法[J];中原工學(xué)院學(xué)報(bào);2005年02期

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